Europäische Weltraumorganisation sammelt Daten zur Verbesserung der Klimaforschung
Satellit misst Polar-Eis zentimetergenau

Das globale Klima der Erde wird erheblich von seinen noch wenig erforschten planetaren Eismassen bestimmt. Wo und wie diese zu- oder abnehmen, soll die ab morgen beginnende Esa-Satellitenmission Cryosat in einem zunächst dreijährigen Projekt klären. Die Radaraugen des Satelliten werden das Polar-Eis zentimetergenau vermessen und damit über längere Zeiträume Daten liefern, die es den Forschern ermöglichen, die Klimamodelle weiter zu verbessern.

HB DÜSSELDORF. Viele Forscher rechnen in der Zukunft mit einem Anstieg des Meeresspiegels und befürchten eine Verschiebung von Süss- und Salzwasserschichten mit dramatischen Klimaveränderungen auf Grund abtauender Eisschilde. Genaue Daten, die diese Hypothese stützen, fehlen allerdings noch. „Es gibt bislang einfach noch keine verlässlichen Zahlen zum Eiszuwachs oder -verlust“, sagt Heinz Miller vom Cryosat-Projektbüro am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI).

Die bisherigen Daten über die Ausdehnung des Meereises an den Polen, die auf lokale Einzelmessungen beruhen und von Wissenschaftlern hochgerechnet wurden, sind widersprüchlich. Bessere Aussagen liefern Wettersatelliten. Nach ihren Messungen hat die flächenmäßige Ausdehnung des Meereises in der Arktis innerhalb von 30 Jahren um insgesamt neun Prozent abgenommen. Demgegenüber haben die Meereis-Bedeckungen in der Antarktis im gleichen Zeitraum nahezu äquivalent zugenommen. „Beide Feststellungen können jedoch nicht einfach auf die Parameter Eismächtigkeit und Eisvolumen übertragen werden. Hierzu wird Cryosat erstmals eindeutiges Datenmaterial liefern“, sagt Günther Kohlhammer, der bei der Esa für den Betrieb und die Nutzung der Erdbeobachtungssatelliten verantwortlich ist.

Begonnen wurde die Erforschung der planetaren Eismassen bereits mit den Esa-Satelliten ERS und Envisat. Die bereits im Orbit befindlichen Umweltsatelliten decken jedoch auf Grund ihrer Umlaufbahn und Bahnneigung die entscheidenden Gebiete nördlich des 82. Breitengrades nicht vollständig ab. Diese Lücke im weltweiten Beobachtungsnetz der Europäischen Weltraumorganisation soll nun der Eisforschungssatellit Cryosat schließen.

Der von EADS Astrium in Friedrichshafen im Auftrag der Esa entwickelte und gebaute Satellit soll hierzu die Erde in 720 Kilometer Höhe auf einer polaren Bahn umkreisen und dabei winzige Dickeänderungen der Polareisschichten sowie frei schwimmender Eisplatten mit einer hohen Genauigkeit ermitteln. Das wichtigste Instrument dazu ist das Doppel-Radar Siral. Hierzu gehören zwei Antennen, die ähnlich wie Menschen mit zwei Augen räumlich sehen können. Mit diesem System werden die Eisoberflächen präzise abgetastet und die Höhenunterschiede mit einer Genauigkeit von ein bis drei Zentimetern ermittelt.

„Mit Hilfe der so genannten Radar-Interferometrie lässt sich darüber hinaus die Fließgeschwindigkeit des Eises exakt ermitteln, die einen Rückschluss auf die Stärke einer Klimaveränderung zulässt“, sagt Kohlhammer. Dabei werden zwei Radarbilder zu unterschiedlichen Zeiten aufgenommen und anschließend elektronisch überlagert. Als Ergebnis erhält man dann die Fließgeschwindigkeit des Eises.

Wenn Cryosat die Bodenstation in Kiruna überfliegt, werden die zuvor auf Festspeicher zwischengespeicherten Siral-Daten übertragen. Täglich fallen etwa 320 Gigabit an. Diese Daten gelangen über Kiruna an das Erdbeobachtungszentrum Esrin in Frascati, Italien, das diese sofort verarbeitet und an die Polarforscher verteilt. „Zurzeit befassen sich weltweit rund 1 000 Wissenschaftler in etwa 150 Projekten mit der Erforschung der Zusammenhänge zwischen der Dicke des Gletschereises und der Klimaveränderung“, sagt der Esa-Experte.

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